Alam Perkasa

Bagaimana Probiotik Dapat Berevolusi Di Dalam Tubuh

Probiotik dapat berkembang di dalam tubuh dan memiliki potensi untuk menjadi kurang efektif dan kadang-kadang bahkan berbahaya, menurut penelitian baru.

Peneliti mempelajari strain Escherichia coli (E. coliBakteri yang dijual di Eropa sebagai probiotik anti-diare menemukan bahwa DNA bakteri berubah dan mereka mengembangkan kemampuan baru setelah tinggal di usus tikus selama beberapa minggu.

"Tidak ada mikroba di luar sana yang kebal terhadap evolusi."

Dalam beberapa kondisi, probiotik bahkan menyalakan inangnya dan memperoleh kemampuan untuk memakan lapisan pelindung di usus. Penghancuran lapisan ini telah dikaitkan dengan sindrom iritasi usus. Makanan tikus dan peningkatan komunitas bakteri usus mereka mempengaruhi seberapa banyak probiotik berevolusi dan dengan cara apa.

Temuan yang dipublikasikan di Host Sel dan Mikroba, menyarankan bahwa probiotik bukan terapi satu ukuran untuk semua. Probiotik yang memberikan kelegaan pada satu orang dapat berkembang menjadi tidak efektif atau bahkan berbahaya pada orang lain. Probiotik telah dikaitkan dengan infeksi serius pada beberapa orang.

'Makhluk hidup sebagai obat'

"Jika kita akan menggunakan makhluk hidup sebagai obat, kita perlu menyadari bahwa mereka akan beradaptasi, dan itu berarti bahwa apa yang Anda masukkan ke dalam tubuh Anda belum tentu apa yang akan ada di sana bahkan beberapa jam kemudian," kata penulis senior Gautam Dantas, profesor patologi dan imunologi, mikrobiologi molekuler, dan teknik biomedis di Fakultas Kedokteran Universitas Washington di St. Louis.

“Tidak ada mikroba di luar sana yang kebal terhadap evolusi. Ini bukan alasan untuk tidak mengembangkan terapi berbasis probiotik, tetapi itu adalah alasan untuk memastikan kami memahami bagaimana mereka berubah dan dalam kondisi apa. "

Setiap orang memiliki komunitas besar bakteri, virus, dan jamur yang dikenal sebagai mikrobioma usus dalam saluran pencernaan mereka. Mikrobioma yang seimbang menyediakan kita dengan vitamin, membantu mencerna makanan, mengatur peradangan, dan menjaga mikroba penyebab penyakit tetap terkontrol. Probiotik dalam makanan dan suplemen makanan dipasarkan sebagai cara untuk menjaga bakteri sehat berlimpah dan pencernaan berjalan dengan lancar.

Mereka juga dalam pengembangan sebagai perawatan untuk kondisi medis serius seperti penyakit radang usus; phenylketonuria (PKU), gangguan metabolisme yang menyebabkan kerusakan neurologis; dan necrotizing enterocolitis, infeksi usus yang mengancam jiwa yang memengaruhi bayi prematur. Seperti halnya obat lain, perawatan berbasis probiotik harus terbukti aman dan efektif sebelum FDA akan menyetujuinya untuk digunakan pada manusia. Tetapi ketika terapi adalah makhluk hidup yang dapat berubah setelah diberikan, membuktikan keamanan dan kemanjuran menimbulkan masalah khusus.

Bakteri dari WWI

Memahami prinsip-prinsip yang mengatur evolusi dalam saluran pencernaan adalah langkah kunci menuju menciptakan terapi probiotik yang aman dan efektif, kata para peneliti. Dantas dan koleganya, termasuk penulis pertama Aura Ferreiro, seorang mahasiswa pascasarjana, dan Nathan Crook, seorang mantan peneliti postdoctoral di lab Dantas, beralih ke probiotik yang dikenal sebagai E. coli Nissle 1917. Ketegangan itu diisolasi lebih dari seabad yang lalu dari seorang prajurit Perang Dunia I yang muncul tanpa cedera akibat wabah penyakit diare parah yang membuat teman-temannya sakit.

Untuk mempelajari bagaimana probiotik merespons komunitas mikroba yang berbeda, para peneliti menggunakan tikus yang menampung empat jenis mikrobioma usus: satu tanpa bakteri yang sudah ada sebelumnya; yang lain dengan bakteri terbatas, ciri usus yang tidak sehat; mikrobioma normal; dan mikrobioma normal setelah perawatan antibiotik.

Para peneliti memberi tikus probiotik, dan kemudian memvariasikan makanan yang dimakan tikus, memberi mereka chow tikus, pelet serat tinggi yang meniru diet tikus alami; pelet tinggi lemak, tinggi gula, rendah serat dimaksudkan untuk memodelkan kebiasaan makan khas Barat; dan pelet Barat plus serat. Setelah lima minggu, para peneliti mendapatkan bakteri dari usus tikus dan menganalisis DNA mikroba.

“Dalam latar belakang yang sehat dan beraneka ragam, kami tidak menangkap banyak adaptasi, mungkin karena ini adalah latar belakang yang biasa digunakan Nissle,” kata Ferreiro. “Tetapi Anda harus ingat bahwa seringkali kita tidak akan menggunakan probiotik pada orang dengan mikrobioma yang sehat. Kami akan menggunakannya pada orang sakit yang memiliki microbiome rendah keanekaragaman, tidak sehat. Dan itu tampaknya merupakan kondisi ketika probiotik kemungkinan besar akan berkembang. ”

Potensi kabar baik

Dantas dan rekan-rekannya menerapkan temuan ini untuk merancang terapi probiotik potensial untuk PKU. Orang dengan PKU tidak dapat memecah fenilalanin, suatu blok pembangun protein yang ditemukan dalam banyak makanan. Kadar fenilalanin yang tinggi menyebabkan kerusakan otak, sehingga orang dengan PKU harus benar-benar mematuhi diet rendah protein.

"Ini adalah kesempatan, bukan masalah."

Para peneliti memasukkan gen ke dalam Nissle yang memberi bakteri kemampuan untuk mendegradasi fenilalanin menjadi senyawa yang secara aman diekskresikan dalam urin. Kemudian, mereka memberikan bakteri bio-engineered kepada tikus yang tidak memiliki kapasitas untuk memetabolisme fenilalanin. Keesokan harinya, kadar fenilalanin di beberapa tikus turun setengahnya.

Selain itu, para peneliti tidak menemukan perubahan signifikan pada DNA dari strain yang direkayasa setelah satu minggu perawatan, menunjukkan Nissle mungkin aman untuk digunakan sebagai sasis untuk terapi probiotik dalam skala waktu singkat.

Temuan bahwa probiotik berevolusi dan berperilaku berbeda pada individu dengan mikrobioma dan diet yang berbeda membuka jalan untuk mempersonalisasikan obat berbasis probiotik.

“Evolusi itu diberikan. Segalanya akan berkembang, ”kata Dantas. “Kita tidak perlu takut padanya. Kita dapat menggunakan prinsip-prinsip evolusi untuk merancang terapi yang lebih baik yang dirancang khusus untuk orang-orang yang membutuhkannya. Ini adalah kesempatan, bukan masalah. "

Dukungan untuk pekerjaan datang dari National Institutes of Health, National Science Foundation, Kenneth Rainin Foundation, dan fellowship di Washington University di St Louis.

Sumber: Universitas Washington di St. Louis

Buku terkait

English Afrikanas Arabic Cina (Modern) Cina (Tradisional) Dutch Filipina French German Hindi Indonesian Italian Japanese Korean Malay Persia Portuguese Russian Spanish swahili Swedish Thai Turki Urdu Vietnam

KESEHATAN & KESEHATAN

Dokter perlu berbicara melalui pilihan perawatan yang lebih baik untuk pria kulit hitam dengan kanker prostat

Dokter perlu berbicara melalui pilihan perawatan yang lebih baik untuk pria kulit hitam dengan kanker prostat

Rajesh Balkrishnan, Profesor, Ilmu Kesehatan Masyarakat, Universitas Virginia

RUMAH DAN TAMAN

MAKANAN & GIZI

VIDEO TERBARU